【文章內(nèi)容簡介】 至無法起動。下面就槽配合對附加損耗，附加轉(zhuǎn)矩，振動與噪聲的影響及共如何選擇等問題作一扼要介紹。感應電機的附加損耗主要由氣隙諧波磁通引起。這些諧波磁通在定，轉(zhuǎn)子鐵心中產(chǎn)生高頻鐵耗(表面損耗和齒部脈振損耗)，在籠型轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生高頻電流損耗(包括轉(zhuǎn)子籠內(nèi)的高頻電流損耗及斜槽時由導條和鐵心所構(gòu)成的回路中的橫向電流損耗)。其中以定、轉(zhuǎn)子齒諧波磁通的作用最為顯著。 圖51表示定，轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等時，定子齒諧波磁通在轉(zhuǎn)子導條中感生電勢的情況。由圖可見， 相鄰導條a與b中由定子齒諧波磁通感生的電勢大小 相 等，相位相同，因而在它們之間不會產(chǎn)生電流(包括橫向電流)。這表明，在 等槽配合時，定子齒諧波磁通不會在轉(zhuǎn)子中產(chǎn)生高頻電流損耗(包括橫向電流 損耗)。 從圖51中還可看出，當定，轉(zhuǎn)子槽數(shù)很接近時，轉(zhuǎn)子齒頂?shù)膶挾葘⑹纸咏ㄗ育X諧波的波長，因此轉(zhuǎn)子齒中由定子齒諧波磁通引起的脈振較小，脈振損耗也就較小。同理，定子齒中由轉(zhuǎn)子齒諧波磁通引起的脈振損耗也較小。 51 定轉(zhuǎn)子槽數(shù)相等時定子齒諧波磁通在轉(zhuǎn)子導條中感生電勢的示意圖 由上可知，選擇感應電機的槽配合時，從減少附加損耗的角度出發(fā)，定，轉(zhuǎn)子槽數(shù)應盡量接近。但不能取Z2=Z1。經(jīng)驗證明，當定子為開口槽或半閉口槽、轉(zhuǎn)子為直槽鑄鋁轉(zhuǎn)子時，若轉(zhuǎn)子槽數(shù)多于定子槽數(shù)，會使空載附加損耗增加，因此最好也采用少槽—近槽配合。 感應電機籠型轉(zhuǎn)子的槽形種類很多，目前對于采用鑄鋁轉(zhuǎn)子的中小型電機一般采用平行齒槽、平行槽、凸形槽、刀形槽、閉口槽、雙籠轉(zhuǎn)子槽、梯形槽等各種轉(zhuǎn)子槽形。對于功率較大或轉(zhuǎn)速較高、采用銅條轉(zhuǎn)子的大中型電機，采用半閉口的平行槽。轉(zhuǎn)子槽形尺寸對于電動機的一系列性能參數(shù)如：起動電流、起動轉(zhuǎn)矩、最大轉(zhuǎn)矩、起動過程中的轉(zhuǎn)矩、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子銅耗、功率因數(shù)、效率、溫升等都具有相當大的影響；此外，槽的各部分尺寸對于這些技術(shù)參數(shù)又有程度不同、性質(zhì)不同的影響。其中起動轉(zhuǎn)矩、起動電流、最大轉(zhuǎn)矩、和轉(zhuǎn)差率與轉(zhuǎn)子槽形尺寸的關(guān)系最為密切，由于起動電流和最大轉(zhuǎn)矩之間存在一定的比例關(guān)系，因此籠形轉(zhuǎn)子槽形尺寸的確定除與定子槽形尺寸的確定有一些相似的原則之外，還必須考慮起動性能的要求。對于鑄鋁轉(zhuǎn)子，槽面積和鋁條的截面積可認定是相等的。七．工作性能計算 在主要尺寸、氣隙以及定轉(zhuǎn)子繞組和鐵心設計好以后，就要進行工作性能計算和起動性能計算，以便與設計任務書或技術(shù)條件中餓規(guī)定的性能指標相比較，在此基礎上對前面的設計進行必要的調(diào)整。 感應電機的等效電路通常三相感應電動機工作性能計算只需計算額定數(shù)據(jù)，即額定電流、額定功率因數(shù)、額定效率、額定轉(zhuǎn)差率和最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)。71．定子電流I1的計算 由圖可見，定轉(zhuǎn)子電流有功分量相等，定轉(zhuǎn)子無功分量的關(guān)系如下： 定子電流有功分量的標幺值 轉(zhuǎn)子電流有功分量的標幺值 這樣在假設了電機的效率后，便可求出I*1，于是72．功率因數(shù)的計算 從上式可見，功率因數(shù)的高低與定子電流無功分量I1Q的大小直接有關(guān)。若功率因數(shù)太低，不能滿足技術(shù)條件中規(guī)定的指標，應設法降低（縮小定轉(zhuǎn)子槽面積，降低各部分磁密；減小氣隙；增加每槽導體數(shù)NS1；增大Di1，放長li）或（增大定轉(zhuǎn)子槽寬、減小槽高以降低Xd）,使它們的和I1Q降低。73．效率的計算 感應電動機的效率可按下式計算，寫成標幺值便是 效率是電機的主要性能指標之一，近幾年來世界各國電機行業(yè)在設計和制造高效節(jié)能感應電動機方面采取的措施除增加有效材料用量和選用優(yōu)質(zhì)材料來降低銅（鋁）損耗和鐵損耗外（有一定限度，因為材料的增加也意味著能源消耗的增加），在分析和降低附加損耗和機械方面損耗進行了不少研究，主要的措施有：選用合適的槽配合，設計新型繞組以減少諧波引起的附加損耗，改進加工工藝，設計高效風扇等。74．額定轉(zhuǎn)差率的計算 感應電機的轉(zhuǎn)差率是轉(zhuǎn)子銅（鋁）耗與電磁功率之比，寫成標幺值便有 生產(chǎn)實踐中往往在式中的分母加上鐵心中的附加損耗（空載附加損耗）一項，其大小等于全部鐵損耗減去定子齒部和軛部的基本損耗，叫做旋轉(zhuǎn)鐵耗，是指由于定轉(zhuǎn)子都有齒和槽的存在，當電機旋轉(zhuǎn)時便產(chǎn)生脈振損耗和表面損耗。脈振損耗和表面損耗在定子和轉(zhuǎn)子上都會產(chǎn)生，這里假定輸入的有功功率扣除定子銅損耗和基本鐵耗以后，其余的全部傳給了轉(zhuǎn)子。75．最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)為 就一般中小型感應電機而言，大得多，而（1SN）的變化不大，因而影響最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)的主要因素是漏抗，設計中常對電磁負荷A和以及槽形做適當?shù)恼{(diào)整以符合設計任務書中提出的最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)指標。 需要說明的是，這里計算最大轉(zhuǎn)矩所用的參數(shù)是額定運行時感應電機的參數(shù)。事實上，對應與最大轉(zhuǎn)矩的轉(zhuǎn)差率不是很大，因而集膚效應對轉(zhuǎn)子參數(shù)的影響可不考慮，但此時的電流卻大于額定電流（）倍，漏磁路飽和對參數(shù)的影響就不能不考慮。漏磁路飽和引起定轉(zhuǎn)子漏抗減小，最后使T*ms比不考慮飽和時計算出的T*m增大（1525）%，對小電動機的影響有時還要大些。八．起動性能計算 三相感應電動機的起動性能主要是指起動轉(zhuǎn)矩和起動電流對相應額定值的倍數(shù)。我國國家標準對各種類型感應電動機的起動性能都有具體規(guī)定。籠型轉(zhuǎn)子感應電動機的起動性能則有電機的參數(shù)決定。與正常運行時比較，感應電動機起動是有兩個顯著的特點：一是起動電流很大，這使定轉(zhuǎn)子漏磁路高度飽和；二是轉(zhuǎn)子電流頻率等于電源頻率，比正常運行時高很多，使轉(zhuǎn)子導條中的電流產(chǎn)生集膚效應，這兩點對電機起動時的參數(shù)都有影響。81．感應電動機起動時漏磁路飽和效應及其對漏抗的影響 起動瞬間，電動機處于短路運行狀態(tài)，轉(zhuǎn)子和定子電流大大增加，一般可達額定值的47倍。由于定轉(zhuǎn)子繞組的磁勢正比于通過的電流，所以磁勢也大大增加，以致漏磁路的鐵心部分出現(xiàn)高度飽和的現(xiàn)象。漏磁路的飽和主要引起定轉(zhuǎn)子漏抗的減少：電流增加固然引起磁勢成正比的增加，但由于飽和，磁通雖增加，卻增加的很少，這樣單位電流產(chǎn)生的磁鏈實際上減少了，因此漏電流隨著電流的增加而減少。此外，在起動過程中，定轉(zhuǎn)子電流是變化的，鐵心飽和程度也隨之而變，因而漏抗也隨飽和程度的變化而變化。當漏磁通磁路高度飽和時，鐵心磁阻大大增加，此時，漏磁通磁路鐵心部分的磁阻相對于漏磁路的其它部分（空氣隙和槽部）磁阻來說，就不能像正常運行時那樣忽略不計了。 由于電機繞組是分布的，由相鄰槽內(nèi)電流建立的齒部漏磁通的方向正好相反，飽和現(xiàn)象并不嚴重，而齒頂和齒尖部分飽和現(xiàn)象卻十分嚴重，繞組的端部漏磁通通過繞組端部周圍的空氣，不存在飽和影響，因此只在槽漏抗，諧波漏抗和斜槽漏抗的計算中要考慮漏磁路飽和的影響。 籠型轉(zhuǎn)子感應電動機起動時，轉(zhuǎn)子導條里會產(chǎn)生集膚現(xiàn)象，集膚效應使槽內(nèi)導體有效高度減小，因而電阻增加、槽漏抗減小。利用集膚效應可以改善籠型轉(zhuǎn)子感應電動機的起動性能，提高起動轉(zhuǎn)矩，降低起動電流。集膚效應引起的電阻增加系數(shù)和槽漏抗減小系數(shù)與轉(zhuǎn)子槽形尺寸、轉(zhuǎn)子電流頻率及導條材料的電阻率有關(guān)。 電阻的增加和漏抗的減小可以用交流電磁場理論進行計算，但比較復雜，不便于工程應用。實際上認為集膚效應減小了導條的高度，以此來確定轉(zhuǎn)子電阻和槽漏抗的變化。83．起動電流和起動轉(zhuǎn)矩的計算感應電動機起動時定子電流很大，定子繞組的阻抗壓降比運行時大得多，因此這時電勢E1比較小，磁化電流還可以忽略不計。從感應機等效電路有 用標幺值表示時，起動總阻抗為此時，以實際值表示的起動電流起動電流倍數(shù)若由上式計算出的（假定值），說明最初假設的的值偏小，于是起動時漏磁飽和系數(shù)偏大，低估了起動時漏磁路飽和的影響，計算出的值偏高，最后計算出的值偏小。再次假設時，應取略大于上面求得的值，并重新計算，最后計算值與假定值的誤差不能超過。九．結(jié)構(gòu)設計 電磁設計完成后便可進行結(jié)構(gòu)設計。異步電機的總體結(jié)構(gòu)主要包括通風冷卻系統(tǒng)、轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)及安裝方式。因為電磁參數(shù)與它們密切相關(guān)，所以在設計的構(gòu)思階段就有了雛形，只待結(jié)構(gòu)設計時“精加工。 通風冷卻與防護等級密切相關(guān)。決定電磁參數(shù)及總體結(jié)構(gòu)的兩個代表性防護等級是IP23及IP44。異步電機的通風冷卻方式有自冷、自扇冷、他冷及水冷，但絕大多數(shù)是防護等級為IP44的自扇冷(1C0141一不帶內(nèi)風扇及IC0151一帶內(nèi)風扇)的結(jié)構(gòu)型式。 轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)有籠型及繞線型，前者居多。 異步電機采用的安裝方式有20余種，但基本安裝方式只有三種，即臥式、立式及懸臂式。三種安裝方式中又以臥式中的B3型最普遍，其次是立式中的V1型及懸臂式中的B5型。 91．任務與要點 (1)按照已確定的電磁部分結(jié)構(gòu)、尺寸及構(gòu)思階段形成的雛形繪制總結(jié)構(gòu)圖。該結(jié)構(gòu)圖要按比例繪制，將零部件的形狀、尺寸表達清楚，必要時，還應該將主要部件，如接線盒另繪結(jié)構(gòu)圖，以便進行工藝會簽、機械計算、通風計算及為施工設計繪制零部件圖時使用?？偨Y(jié)構(gòu)圖與施工設計中的總裝配圖不盡相同：它要力求清晰、準確，圖紙幅面大小隨意，后者將零部件間的配合關(guān)系按比例表達清楚即可，幅面應按工廠的規(guī)定繪制，但簡單產(chǎn)品可二者合一。 (2)分析、核算支撐件、受力件。 (3)分析、論證零部件的加工工藝性。 (4)檢查零部件的“三化”程度。 (5)選擇加工公差、配合座及粗糙度，核算尺寸鏈。(6)按照工藝會簽及來自分析、計算的修改意見修改總結(jié)構(gòu)圖，使各部分的形狀、尺寸與施工設計時完全吻合。 為保證質(zhì)量，應側(cè)重考慮以下5個方面： (1)軸承結(jié)構(gòu)(包括軸承的選擇)。 (2)絕緣結(jié)構(gòu)(包括電磁零部件的固定)。 (3)整體的剛度、強度。 (4)消除產(chǎn)生振動、噪聲的隱患。 (5)便于拆裝、維護。92．絕緣結(jié)構(gòu) 繞組是電機的核心，電機能否長期可靠地運行在很大程度上取決于繞組絕緣。 對繞組絕緣的要求是：有足夠的電氣強度和機械強度；良好的耐熱性和散熱能力，便于包繞、槽內(nèi)嵌放及貯存，與絕緣浸漬漆有很好的相容性，對不同環(huán)境，如腐蝕、潮濕等有較好的適應性；對于高壓電機，還應考慮耐電暈性能。此外，材料應立足于國內(nèi)。繞組絕緣由匝間、相間及對地三個方面絕緣及絕緣浸漬漆構(gòu)成。絕緣結(jié)構(gòu)的設計與繞組型式、工作電壓、選用的材料及繞制、嵌線和絕緣處理有關(guān)。異步電機的繞組有散嵌及成型兩大類，前者用于中小型低壓電機；后者用于中型低壓及高壓電機。a. 匝間絕緣正常運行時異步電機的匝間電壓＝(—相電壓，N一每相串聯(lián)的匝數(shù))并不高，但在開關(guān)操作時要產(chǎn)生過電壓，此電壓又直接施加到相端的首匝上，其最大沖擊電壓峰值有可能達到相電壓的倍或以上；加上嵌線時匝間絕緣容易被損傷，因此在使用過程中，由于濕熱、霉菌、腐蝕及電磁力的作用，極易產(chǎn)生匝間破壓短路事故。相端首匝出現(xiàn)的最大過電壓為。首匝最大過電壓(V)匝間絕緣結(jié)構(gòu)型式匝間絕緣雙邊厚度(mm)試驗電壓(V)5001000雙玻璃絲包聚酯潦包線0．5500雙玻璃絲包線墊0．17mm5432云母墊條0．610001500雙玻璃絲包聚酯潦包線墊0．1